跟着室内高速无线数据接入技能的开展，要求无线通讯体系具有更大的数据吞吐量。特别是IEEE802.15.3a规范提出分配3.1～10.6 GHz频段给超宽带运用后，超宽带通讯体系越来越受到重视。考虑到与以往天线的规划要求，UWB天线不只要求天线具有体积小、杰出的辐射效率、全向掩盖特性，一起应防止和其他通讯体系彼此搅扰，首要堆叠的通讯频段有WLAN（5.2～5.8 GHz），WIMAX（3.3～3.6 GHz）和c波段（3.7～4.2 GHz）雷达通讯体系，因而能否完成小型化UWB天线及双阻带功用已成为当今研讨的要点。
微带天线以其剖面薄、体积小、重量轻、可与载体表面相共形、易集成、成本低、易制造等长处备受重视，常见的小型UWB天线首要包含印刷型单极子和宽缝隙天线。从上述布景动身，本文规划了一种双U缝隙的UWB天线，带宽2.97～12.75 GHz（VSWR2），在满意天线功用的基础上完成了双阻带功用565 MHz（3.35～4.00 GHz）和590 GHz（5.23～5.82 GHz）。在天线规划中，地板选用了CPW馈电结构，经过调理馈线宽度W3能够到达高频匹配，完成规划天线的小型化；辐射板选用了圆形辐射板CDM，经过调理它的半径能够完成低频段的阻抗匹配；辐射板上双U缝隙的效果是发生双阻带，防止与其他通讯体系发生彼此搅扰。
在经历的基础上进行了很多的仿真试验，取得天线的详细成果参数。经过什物丈量，显现天线功用根本得到满意，是一种具有有用含义的UWB天线。
1 天线结构规划
天线的详细尺度结构示意图如图1所示。圆形辐射板、微带馈线和地板印制在FR4介质板的同一面，FR4介质板厚度h=1.0 mm，相对介电常数εr=4.4，尺度为20.0 mm×27.0 mm×1.0 mm。馈线宽度规划为W3=5 mm与50 Ω端口进行匹配。其间，天线尺度为：W=20 mm，L=27 mm，R=10 mm，W1=8 mm，W2=3.5 mm，W3=5.0 mm，L1=10mm，L1=10.2 mm，L2=7.8 mm，s1=0.8 mm，s2=1 mm，s3=0.6 mm。
图1 天线的详细尺度结构示意图
（1）地板对天线驻波的影响。
根据圆形辐射板超宽带天线理论已被广泛引证。文中超宽带天线的辐射板选用圆形辐射板，在天线规划中选用了新式复合地板，它由两个半椭圆组成通，经过调理椭圆主半径和长短轴比，能够完成高频段的阻抗匹配（VSWR2）。
在天线规划中为了完成天线的小型化，能够经过调理地板的参数使得天线的驻波比特性到达规划要求。规划天线的宽度W=20 mm情况下，仿真成果中椭圆的主半径为4.9mm，如图2所示，完成了小型化天线的规划。
图2 驻波比随W1改动的特性
（2）U型缝隙对天线驻波的影响。
经过在馈线和辐射板上规划双U型缝隙完成了双陷波特性。图3所示给出了规划天线开凿对驻波比的影响。从图中能够看出，该天线的带宽为2.97～12.75 GHz，现已超过了超宽带所给定的带宽3.0～10.6 GHz。腐蚀在馈线和辐射板上的U型缝隙宽度别离设为S1，S2和S3，巨细直接影响阻带带宽。与文献的规划比较，它们的缝隙都是开在辐射板上，这种规划能够在辐射板上鼓励新的电流起到谐振效果。本文开了两个U型缝隙，能够发生双谐振效果。
图3 开凿前后天线的驻波比特性
缝隙2开在辐射板和馈线的衔接部分，它的规划特色在于不只能够发生谐振，并且对馈线电流到辐射板电流起到匹配效果。当改动缝隙2的方位时，能够减小馈线和辐射板之间的反射，调理驻波比的巨细。
仿真过程中发现中心谐振频率被缝隙的长度L1，L2直接影响，长度变短时，中心频率变大，不然相反。经过剖析知道，缝隙的实质效果相当于1／2波长谐振器。在这个基础上，经过仿真优化完成了所需阻抗特性如图4所示。加工时，宽度0.1 mm的缝隙不易加工，所以仿真优化中，S1，S2和S3终究取值别离是0.8 mm，1 mm和0.6 mm以到达全体优化的折衷。
图4 驻波比随L1、L2改动的特性
2 成果剖析
天线什物如图1所示。天线的仿真运用了Ansoft公司的高频仿真软件HFSS11，天线的驻波比丈量运用的是安捷伦E8363B网络剖析仪。驻波比的仿真成果与丈量成果的比较如图5所示。丈量成果表明整个天线的带宽为2.97～12.75 GHz（VSWR2），满意UWB的作业带宽要求。并且完成了双阻带特性，两个阻带带宽别离为3.35～4.00 GHz和5.23～5.82 GHz。仿真和丈量成果在低频较符合，但高频段丈量时的驻波比成果略微大于仿真成果，两个阻带一起有细微右移，这是因加工精度和介质资料的介质常数不均匀所引起的，这种差错在使用中是答应的。
图5 驻波比的仿真成果与丈量成果的比较
为调查天线在整个作业频段内的辐射特性，丈量的作业频率为3 GHz、6 GHz和9 GHz时的天线E面和H面的辐射方向图，详细如图6所示。天线的H面辐射方向图具有杰出全向特性，不圆度8 dB。整个频段内其辐射方向图的形状能保持稳定并且具有较好的不圆度，满意超宽带通讯体系对天线辐射特性的要求。
图6 天线在3 GHz、6 GHz和9 GHz时的方向图
3 结束语
本文提出了一种新式小型化UWB微带缝隙天线。陷波特性是经过在馈线和辐射板上开两个U型缝隙，引进半波长谐振结构而取得的。经过电磁仿真软件HFSS11仿真核算，确认了天线的几许尺度。在微波暗室中对天线什物样品的输入端反射特性、辐射方向图等进行丈量。研讨成果显现，天线的仿真数据和实测数据有较好的一致性，该天线在2.97～12.75 GHz的频段范围内具有杰出的阻抗特性、辐射方向特性，在3.35～4.00 GHz和5.23～5.82 GHz范围内具有陷波特性，降低了UWB天线和其他通讯体系之间搅扰的或许，因而是一种功用较好、具有运用价值的小型化超宽带天线。
